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专题强化②受力分析共点力的平衡
热点一受力分析及静态平衡问题
1.牛顿第三定律
(1)作用力和反作用力:两个物体之间的作用总是相互的,物体间相互作用的这一对力,
通常叫作作用力和反作用力。
(②)牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等,方向相反,作用
在同一条直线上。表达式为:F=一F。
2.共点力的平衡
(1)平衡状态:物体处于静止状态或匀速直线运动状态。
提升点静止状态特征为:7=0、且a=0;匀速直线运动状态特征为:≠0、且a=0。
(2)平衡条件:F合=0或者Fx=0Fy=0)
(3)平衡条件的推论
如果物体在两个共点力的作用下处于平衡状态,那么这两个力必定大小相等、
二力平衡
方向相反
如果物体在三个共点力的作用下处于平衡状态,那么其中任何一个力与另外两
三力平衡
个力的合力大小相等、方向相反
提升点物体受四个以上的力作用时,一般要采用正交分解法。
突破
如何高效进行受力分析
1巧取研究对象
整体法
隔离法
研究系统外的物体对系统整体的作用力
研究系统内部各物体之间的相互作
选用原则
或者系统整体的加速度
用力
受力分析时不考虑系统内各物体之间的
注意问题
殷情况下先隔离受力较少的物体
相互作用力
2.“假设法”与“状态法”的应用
在未知某力是否存在时,先对其做出不存在的假设,然后根据该力不存在对物体
假设法
运动和受力状态的影响来判断该力是否存在
对于平衡状态的物体进行受力分析时,根据其平衡条件进行分析:对加速运动的
状态法
物体进行受力分析时,应用牛顿运动定律进行分析
3避免“漏力”或“添力”
(1)只分析研究对象受到的力,不要把研究对象受到的作用力与该研究对象对其他物体
的作用力混淆:
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(2)惯性不是力,不要把物体的惯性当作力:
(3)只分析实际受到的力,不要把效果力当性质力去分析。
【典例1】(2022北京西城一模)如图所示,质量为M的直角三棱柱A放在水平地面上,
三棱柱的斜面是光滑的,且斜面倾角为0。质量为m的光滑球放在三棱柱和光滑竖直墙壁之
间。A和B都处于静止状态,已知重力加速度为g,下列说法正确的是()
A.地面对三棱柱的支持力大于@M十什mg
B.三棱柱A共受3个力作用
C.地面对三棱柱A的摩擦力为gsin0
D.地面对三棱柱A的摩擦力为mgan0
D解析:选取A和B整体为研究对象,如图甲所示,它受到重力M十m)g、地面支持
力F、墙壁的弹力F和地面的摩擦力F:的作用而处于平衡状态,根据平衡条件得FN=M
十m)g,A错误;三棱柱A受到竖直向下的重力、地面的支持力、水平面的摩擦力、B对A
的弹力,B错误;再以B为研究对象,如图乙所示,它受到重力、三棱柱对它的支持力
FxB墙壁对它的弹力F的作用,处于平衡状态,根据平衡条件有FNB COS0=mg,FNBs1n0
=F,解得F=mg tan6,所以Fr=F=mg tan0,C错误,D正确。
F
(M+mig
甲
乙
·解题策略
受力分析一般步骤
明确
研究对象选取方法:整体法或隔离法
对象
可以是单个物体,也可以是多个物体的组合
↓
进行
先分析重力和已知力,再按接触面分析弹力、摩
分析
擦力,最后分析其他力(静电力、磁场力等)
画示
将分析出的力一一画在受力示意图上,准确标出
意图
各力的方向,尽量做到大力长线、小力短线
突破
巧选方法解答静态平衡
解决静态平衡衡问题的常用方法
(1)力的合成法:
(2)力的正交分解法:
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(3)正弦定理(拉米定理)法:
(4④)矢量三角形图解法。
【典例2】(2020山东卷)如图所示,一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上,质量分别为
m和2m的物块A、B,通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接,A、B间的接触面和轻绳均与木
板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当
木板与水平面的夹角为45时,物块A、B刚好要滑动,则的值为()
459
A.13
B.14
C.15
D.16
C解析:当木板与水平面的夹角为45时,两物块刚好滑动,对A物块受力分析如图
1所示,沿斜面方向,A、B之间的滑动摩擦力i=Fw=mg cos45°,根据平衡条件可知,
T=mgsn45°+6;对B物块受力分析如图2所示,沿斜面方向,B与斜面之间的滑动摩擦
力5=uFx'=43 ng cos45°,根据平衡条件可知2 mg sin45°=T+f+i,联立以上四式,可
得2 ng sin45